(57)【要約】【課題】チェーンテンショナの内部構造に含まれる鋸歯ねじ面、チェックバルブ、リリーフ弁などの異物を噛込む可能性のある部位に異物が噛込まれるのを防止し、かつ作動油の流動抵抗に対する異物耐力以上のフィルタ部材により作動油の供給時に異物を除去し得るチェーンテンショナを得ることである。【解決手段】チェーンテンショナは、ハウジング１１内にスライド自在のプランジャ１３と、プランジャに突出性を与える張力調整ばね１６と、ねじロッド１５に形成された雄ねじ１５T と、プランジャ１３の内周の雌ねじ１５N により形成されるねじ係合手段による衝撃の緩衝をするダンパ機構とを設け、ハウジング１１の閉塞端側に設けた給油通路に所定範囲のメッシュサイズのフィルタ部材２３を設け、所定粒径以上の異物の流入を防止し、流動抵抗をフィルタの異物耐力以上となるようにして異物による作動の影響を防止し、流動抵抗によるフィルタ部材２３の耐力を保持し得るように構成したものである。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングの一端面で開口する圧力室にチェーン押圧用のプランジャをスライド自在に挿入し、プランジャに外方向への突出性を付与する張力調整ばねと、チェーンからプランジャを介して負荷される荷重を受け、プランジャの後退動を鋸歯ねじを用いたねじ係合手段により阻止して衝撃を緩衝するダンパ機構とを備え、上記ハウジングの閉塞端側に連通して設けられる給油通路に、シリンダを含む作動部材の作動に影響を及ぼす粒径以下で、かつ所定範囲以下の異物粒径であっても、作動油の流動抵抗が異物耐力以下とならない以上の所定範囲のメッシュサイズのフィルタ部材を設けたチェーンテンショナの異物流入防止構造。
【請求項２】
前記フィルタ部材のメッシュサイズの所定範囲を５０〜４００μｍに設定したことを特徴とする請求項１に記載のチェーンテンショナの異物流入構造。
【請求項３】
前記フィルタ部材を、ハウジングの閉塞端側の給油通路に形成した大径流路に着脱自在に装置し得るように設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載のチェーンテンショナの異物流入構造。
【請求項４】
前記ハウジング内に設けた圧力室とフィルタ部材との間にテンショナ内部の圧力が、エンジンからの供給圧より小さい時は作動油の流入を許容し、テンショナ内圧がエンジンからの供給圧より大きいときは、作動油の逆流を防止するチェックバルブを設けたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のチェーンテンショナの異物流入構造。
【請求項５】
前記ハウジング内に設けた圧力室からシリンダ外へ通じる作動油の排出路を設け、その排出路上に圧力室の内圧がある一定圧力以上になると排出路を開放し、圧力上昇を所定範囲に防止するリリーフ弁を設けたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のチェーンテンショナの異物流入防止構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エンジンのカムを駆動するチェーンシステムの張力を一定に保持するチェーンテンショナにおける作動油の流路への異物の流入を防止するチェーンテンショナの異物流入防止構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンのカムシャフト駆動用チェーンの張力を一定に保つチェーンテンショナ及びチェーンシステムの一例として特許文献１に記載のものが公知である。この文献１に記載されたチェーンテンショナは、ハウジングの圧力室にチェーン押圧用のロッド部材の後端部を挿入し、そのロッド部材に外方向への突出性を張力調整ばねにより付与し、チェーンからロッド部材を介して負荷される静荷重によるロッド部材の後退動を阻止するねじ係合手段を備えている。
【０００３】
ロッド部材のプランジャは、開口端側内径面に設けた鋸歯ねじ部と、プランジャ内部でプランジャと相反する方向にスプリングで付勢され外径部に鋸歯ねじを設けたロッドと噛み合っており、両者の相対回転によりプランジャは突出方向には容易に突出し、逆方向には押し込まれ難い構造としている。このような構成のチェーンテンショナは、プランジャが外方向に移動して圧力室の圧力が低下すると、外部の給油ポンプから給油通路を経て圧力室に油を供給するようになっている。このため、ロッドの鋸歯ねじ面に異物を噛込むことがあり、プランジャ、ねじロッドの作動性が阻害されることがある。
【０００４】
又、チェーンテンショナの内部には、チェーンの振動を抑えるために、油圧ダンパ機構を内蔵しており、圧力室へのオイル流入を許容し、圧力室からオイルの逆流を防止するチェックバルブや、圧力室の圧力を適正圧力に調整するためのリリーフ弁を設けているため、上記バルブへの異物噛込みもチェーンテンショナのダンパ能力に影響を与える。
【特許文献１】特開平１０−１３２０４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この発明は、上記の問題に留意して、チェーンテンショナの内部構造に含まれる鋸歯ねじ面、チェックバルブ、リリーフ弁などの異物を噛込む可能性のある部位に異物が噛込まれるのを防止し、かつ作動油の流動抵抗に対する異物耐力以上のフィルタ部材により作動油の供給時に異物を除去し得るチェーンテンショナを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、上記の課題を解決する手段として、ハウジングの一端面で開口する圧力室にチェーン押圧用のプランジャをスライド自在に挿入し、プランジャに外方向への突出性を付与する張力調整ばねと、チェーンからプランジャを介して負荷される荷重を受け、プランジャの後退動を鋸歯ねじを用いたねじ係合手段により阻止して衝撃を緩衝するダンパ機構とを備え、上記ハウジングの閉塞端側に連通して設けられる給油通路に、シリンダを含む作動部材の作動に影響を及ぼす粒径以下で、かつ所定範囲以下の異物粒径であっても、作動油の流動抵抗が異物耐力以下とならない以上の所定範囲のメッシュサイズのフィルタ部材を設けたチェーンテンショナの異物流入防止構造としたのである。
【０００７】
上記の構成としたこの発明のチェーンテンショナでは、ハウジング内のシリンダ室に供給される作動油はフィルタ部材により所定範囲内の粒径の異物を含む作動油のみが供給され、チェーンテンショナの作動に影響を及ぼすことなく、又作動油の流動抵抗も異物耐力以下に抑制されて作動する。このため、チェーンテンショナが異物を噛込んで作動を阻害されることがなく、フィルタ部材が耐力以下で損傷することもない。
【０００８】
チェーンテンショナとしての基本的な作動は、この種の従来のチェーンテンショナと同様であり、チェーンからの張力によりプランジャが急激に押込まれても鋸歯ねじによるねじ係合手段により阻止して衝撃を緩衝し、チェーンの張力が緩むとプランジャが張力調整ばねの張力により突出してチェーンの張力を強め、常にチェーンの張力を一定に保持するように作動する。
【０００９】
このような作動を繰返している際に、この発明によるフィルタ部材を設けていなければ、エンジンから供給される作動油に粒径の大きい異物が混合してシリンダ室に流入し、ねじ係合手段や、チェックバルブ、リリーフ弁などに噛込まれて作動が阻害されることがあるからフィルタ部材はこのような粒径の異物を除去し、かつ流動抵抗もフィルタ部材の耐力限界以上となるメッシュサイズが選択されているため、フィルタ部材が耐力限界となることも防止される。
【発明の効果】
【００１０】
この発明のチェーンテンショナは、ハウジング内にプランジャと、張力調整ばねと、ねじ係合手段により衝撃を緩衝するダンパ機構とを備え、ハウジング閉塞端側の給油通路に設けた所定範囲のメッシュサイズのフィルタ部材で異物を除去するよにしたから、ハウジング内の作動部材に異物が噛込まれて作動が阻害されることがなく、かつ流動抵抗でフィルタ部材が耐力限界以下となることもなくきわめてスムーズで安定したチェーンテンショナの作動が確保されるという利点が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１はこの実施形態のチェーンテンショナを備えたチェーンシステムの全体概略図を示す。チェーンシステムは、エンジンのクランクシャフト１駆動用の軸端部に取付けられたスプロケット２の回転をチェーン３を介してカムシャフト４の軸端部に取付けられたスプロケット５に伝達される。チェーン３の弛み側チェーン３ａに接触させたスリッパ６は、軸７を中心として揺動自在に支持されている。このスリッパ６はチェーンテンショナ１０によってチェーン３が張る方向に押圧されている。
【００１２】
上記チェーンテンショナ１０の詳細構造を図２に示す。図２はチェーンテンショナ１０の主断面図、図３は部分拡大断面図である。チェーンテンショナ１０は、図示しないクランク室の側壁に固定されるハウジング１１を有し、このハウジング１１の一端を開口した圧力室１２内に摺動自在に挿入されたプランジャ１３を備えている。プランジャ１３は、内部に圧力室１２と反対側端を開口した中空室１４が設けられ、その開口端からねじロッド１５が中空室１４の端のねじ係合手段を介して挿入されている。
【００１３】
ねじロッド１５は、その内部にプランジャ１３の中空室１４に向って開口するばね室１５ａが設けられ、ばね室１５ａ内には張力調整ばね１６とピストン１７とが挿入されている。ピストン１７の頭部１７T を中空室１４の内端に当接させてばね張力をプランジャ１３に伝達するようにしている。ねじロッド１５の外周には螺旋状の雄ねじ１５T が形成され、プランジャ１３の開口端内周には雌ねじ１５N が設けられ、ねじ係合手段を形成している。１５ｂはねじロッド１５を貫通する連通路であり、中空室１４を後述する中間室１８と連通している。
【００１４】
ねじロッド１５の一端には小径部を有し、その小径部の端部にはテーパ面が設けられ、圧力室１２の内端に設けられたロッドシート１９に上記テーパ面を受ける座面が対応して形成されている。ロッドシート１９は、断面視で多段状の凹部が設けられ、中央には、流路１９ａが設けられている。そして、中間の凹部は中間室１８とされ、さらに深い凹部には流路１９ａを開閉するチェックバルブ１９ｂが置かれている。１９ｃは、チェックバルブ１９ｂの移動を制限する制止部材である。
【００１５】
図示していないが、ハウジング１１はエンジンのクランク室の側壁に固定され、ハウジング１１の他端は端壁１１E で閉じられ、この端壁１１E には濾過手段２０が設けられている。この濾過手段２０は、プランジャ１３が外方向に移動して圧力室１２及び中間室１８の圧力が低下したとき、チェックバルブ１９ｂを開放させ、給油ポンプの駆動により濾過手段２０を経て中間室１８に作動油を供給するようになっている。濾過手段２０は、端壁１１E に設けた連通室２１、これに接続された流路２２、大径流路２２ａ、この大径流路２２ａに着脱自在に装置されたフィルタ部材２３とから成る。
【００１６】
フィルタ部材２３は、図３に示すように、大径流路２２ａ内に着脱自在に装着され、断面視カゴ形の支持フレーム２３の内周に沿ってフィルタ素材２３ｆを取付け、濾過された作動油が多数の切欠き（窓）２３ａを通り、通路２２へと流れるように設けられている。フィルタ素材２３ｆのメッシュの大きさは５０〜４００μｍに設定される。(1)４００μｍ以上の場合は、流入した異物がテンショナの作動性に影響を及ぼし、(2)５０μｍ以下の場合はオイル流出抵抗が大きくなり過ぎ、テンショナへの供給油量及びフィルタの耐久性に影響を及ぼすため、これらの不都合を回避し得るメッシュサイズに限定したのである。その詳細な理由については後で説明する。
【００１７】
図示していないが、図３中の矢印で示す位置には給油ポンプからの配管が接続される。又、図２に示すように、圧力室１２にはその長さ方向の適宜位置にリリーフ弁２４が接続されている。このリリーフ弁２４は、圧力室１２からシリンダ外へのオイル排出油路を形成し、その部位に圧力室１２の内圧が所定の圧力以上になった時に排出油路を開放し、圧力上昇を防止するために設けられている。
【００１８】
なお、前述した、ねじ係合手段の雄ねじ１５T と雌ねじ１５N のねじ山は、プランジャ１３の押込力を受ける圧力側フランクのフランク角が遊び側フランクのフランク角より大きい鋸歯状とされ、上記フランク角とリード角の関係から押込み方向にロック条件、突出方向にゆるみ条件とされている。ゆるみ条件とは張力調整ばね１６の押圧力によってプランジャ１３が外方向にスムースに移動可能となる状態をいう。
【００１９】
ロック条件とは、プランジャ１３が急激に押込まれても圧力室１２内への移動をせず、チェーン３の振動がプランジャ１３に作用したとき、ねじ係合部のねじ山間に形成された軸方向すき間分だけ間欠的に当接、離反を繰返し、接触するねじ山の２つのフランク面間の相対ねじ運動を瞬間的にロックすることなくねじロッド１５が少しずつ間欠的に回転を続けて、押込力と張力調整ばね１６の付勢力とが釣り合う位置までプランジャ１３が圧力室１２内に向けてゆっくりと回転移動する状態をいう。
【００２０】
上記の構成としたチェーンテンショナを備えたチェーンシステムでは、チェーンテンショナ自体の作動は、従来のチェーンテンショナと同様であり、チェーン３からの押込力がプランジャ１３に作用すると圧力室１２の圧力が高くなり、かつねじ係合手段がロック条件となって急激な押込力に対してはプランジャ１３は瞬間的には移動せず、チェーンテンショナ３からの押込力に対抗する。チェーン３の張力が緩むと、ねじ係合手段はゆるみ条件となり、張力調整ばね１６の張力によりプランジャ１３は突出性を付与されて突出し、チェーンの張力が一定となるように張力が調整される。
【００２１】
このとき、プランジャ１３の突出により中空室１４内の圧力が低下し、このため連通するばね室１５ａ、流路１５ｂ、中空室１８内の圧力も低下し、チェックバルブ１９ｂが開放される。チェックバルブ１９ｂが開放されたときの内圧がエンジンの給油ポンプからの供給油圧より小さいときには、給油ポンプから作動油が供給され、上記各室、流路に不足する分の作動油が送り込まれる。このようにして供給される作動油は途中で濾過手段２０のフィルタ部材２３により異物が取り除かれた状態で供給される。
【００２２】
仮りに上記フィルタ部材２３を設けない場合、エンジンの給油ポンプから循環して供給される作動油には大小様々な粒径の異物が混在して供給され、これら異物はねじ面への異物噛込みによりプランジャ、ねじロッドの作動性が阻害される場合がある。又、上記ねじ係合手段による内部作動部材は油圧ダンパ機構を構成しており、圧力室へのオイル流入を許容し、圧力室から作動油が給油ポンプへ逆流するのを防止するチェックバルブ構造や、圧力室内の圧力室を適正圧力に調整するためのリリーフバルブ構造を採用している。このため、各バルブへの異物噛込みも、テンショナのダンパ能力に影響を及ぼす。
【００２３】
そこで、チェーンテンショナの組立時にフィルタ部材のフィルタメッシュを種々に変化させ、それぞれの場合の異物付着量により作動油に含まれる異物の大きさ（サイズ）と個数が作動不良に与える影響の度合いを調査した結果、図４に示すような結果が得られた。図示のように、異物の粒径が４００μｍを越えると上述した各構成部材の作動に影響する作動不良の状態が始まり、異物の大きさがさらに大きくなるに従って異物の個数が少なくても影響を及ぼすことが判る。従って、異物の粒径を４００μｍ以下に制限する必要があることが分る。
【００２４】
又、異物の粒径を４００μｍ以下に制限した場合、異物の粒径は小さくてもその個数（量）が所定以上に多くなると異物耐力が低下することを、図中の左側にハッチングされた領域で示している。異物の粒径は小さくてもその個数が所定以上になると、フィルタ部材の耐力が低下して５０μｍでの図中の上限値ではオイル流出抵抗が大きくなり過ぎて供給油量の限度及び異物耐力限度を越えることなる。従って、実際のフィルタ部材のメッシュの大きさの設定は５０〜４００μｍとするのが好ましい。又、このような適正なメッシュサイズのフィルタ部材２３を取付けることによりテンショナの作動性に影響を与えることなく、異物による作動不良を防止することができることとなる。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
この発明のチェーンテンショナは、チェーンテンショナにフィルタ部を設けてその作動性、流動抵抗に影響を及ぼさないようにしたから、エンジンから供給される作動油で作動する形式の全てのチェーンテンショナに広く利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】実施形態のチェーンテンショナシステムの全体概略構成図
【図２】実施形態のチェーンテンショナの主断面図
【図３】実施形態のチェーンテンショナの要部拡大断面図
【図４】実施形態のチェーンテンショナフィルタメッシュサイズと異物耐力と組立時異物付着量の関係測定データのグラフ
【符号の説明】
【００２７】
１      クランクシャフト
２、５  スプロケット
３      チェーン
４      カムシャフト
６      スリッパ
７      軸
１０    チェーンテンショナ
１１    ハウジング
１２    圧力室
１３    プランジャ
１４    中空室
１５    ねじロッド
１５N   雌ねじ
１５T   雄ねじ
１５ａ  ばね室
１５ｂ  連通路
１６    張力調整ばね
１７    ピストン
１８    中間室
１９    ロッドシート
２０    濾過手段
２１    連通室
２２    流路
２２ａ  大径流路
２３    フィルタ部材
２３ｆ  フィルタ素材
２４    リリーフ弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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